DE102004024375B4 - Knock detection device and detection method - Google Patents
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Abstract
Klopferfassungsvorrichtung, umfassend: Zündkerzen, die in Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordnet sind; eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (2) zum Erfassen von Ionenströmen, die in den Zündkerzen fließen; eine Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung (3) zum Abtasten der Ionenströme in Zeitintervallen, um Zeit-/Frequenzkomponenten (Cn(f)) der abgetasteten Ionenströme unter Verwendung einer Kurzzeit-Fourier-Transformation zu bestimmen, wobei die Zeitintervalle eine oder mehrere Überschneidungen innerhalb einer Zeit von nach der Zündung durch eine der Zündkerzen gestatten, bis als Nächstes eine Zündkerze in dem eigenen Zylinder oder in einem anderen Zylinder zündet.A knock detection device comprising: spark plugs disposed in cylinders of an internal combustion engine; ion current detecting means (2) for detecting ion currents flowing in the spark plugs; time / frequency transforming means (3) for sampling the ion currents at time intervals to determine time / frequency components (Cn (f)) of the sampled ion currents using a short-term Fourier transform, the time intervals having one or more overlaps within allow a time from after ignition by one of the spark plugs until a spark plug ignites next in the own cylinder or in another cylinder.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klopferfassungsvorrichtung und ein Erfassungsverfahren, das bei hoher Genauigkeit das Vorhandensein von Klopfen und dessen zeitliches Auftreten aus Veränderungen von Ionenströmen erfasst, die bei Verwendung von Zündkerzen zum Zeitpunkt der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor erfasst werden.The present invention relates to a knock detection apparatus and a detection method that detects, with high accuracy, the presence of knocking and its occurrence in time from changes in ion currents detected when using spark plugs at the time of combustion in an internal combustion engine.
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the Prior Art
Es ist bekannt, dass bei der Verbrennung von Kraftstoff in den Zylindern eines Verbrennungsmotors Ionen entstehen, und dass diese Ionen als Ionenströme gemessen werden können, indem man Sonden anbringt, die das Innere der Zylinder mit einer Hochspannung beaufschlagen. Weil sich den Ionenströmen vom Klopfen herrührende Schwingungsanteile überlagern, wenn in einem Verbrennungsmotor Klopfen auftritt, kann das Auftreten von Klopfen durch Erfassung dieser Schwingungsanteile erfasst werden. In dem Fall jedoch, bei dem sich das Rauschen der Zündkerze, das viele Frequenzkomponenten enthält, den Ionenströmen überlagert, wird schlussendlich dieses Rauschen als Schwingungsanteile des Klopfens erfasst und es wird fälschlicherweise für Klopfen gehalten, selbst wenn dies gar nicht auftritt.It is known that when fuel is combusted in the cylinders of an internal combustion engine, ions are generated, and that these ions can be measured as ion currents by attaching probes which apply a high voltage to the interior of the cylinders. Because knocking vibration components are superimposed on the ion currents when knocking occurs in an internal combustion engine, the occurrence of knocking can be detected by detecting these vibration components. However, in the case where the noise of the spark plug containing many frequency components is superposed on the ion currents, this noise is finally detected as vibration parts of knocking, and it is mistaken for knock, even if it does not occur at all.
Als Verfahren zur Vermeidung dieses Nachteils sind folgende Technologien offenbart worden. Zum Einen ist in der in dem
Bei der in
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Wie zuvor beschrieben, sind diese verschiedenen Technologien offenbart worden. Im Falle des
Weiterhin ist aus der
Die Druckschrift
Eine alternative Form der Bestimmung von Anomalien eines Verbrennungsablaufs in einem Verbrennungsmotor beschreibt die
Aus den vorgenannten Druckschriften sowie den weiterhin bekannten Druckschriften „Sensorless Speed Measurement of AC Machines Using Analytic Wavelet Transform”, Aller, Habetler, Harley, Tallam, Lee, IEEE Transaction on Industry Applications Vol. 38, No. 5, ”Effectiveness of the continuous wavelet transform in the analysis of some dispersive elastic waves”, Kim and Kim, J. Acoust. Soc. Am. 110 (1) and „Two steps Phase shifting algorithm using analytic wavelets”, Almazán-Cuéllar, Malaccra-Hernández Severin, Optics Communication 212 (2002) 71–84 sind zahlreiche Anweisungen in Bezug auf eine Frequenzanalyse, insbesondere hinsichtlich einer Wavelet-Analyse bekannt. Dennoch stellt sich bei derartigen Analysen das Problem, dass bei der Bestimmung von Anomalien in der Zündspannung auch hochfrequente Komponenten im Messverlauf auftreten, welche aufgrund der Länge der erforderlichen Analyseintervalle nicht erfasst und damit nicht zugeordnet werden können bzw. fehlerhaft zugeordnet werden. Folglich ist eine vorteilhafte Einflussnahme auf das Zündverhalten des Verbrennungsmotors nicht ausreichend möglich.From the aforementioned documents and the further known documents "Sensorless Speed Measurement of AC Machines Using Analytical Wavelet Transform", Aller, Habetler, Harley, Tallam, Lee, IEEE Transaction on Industry Applications Vol. 5, "Effectiveness of the continuous wavelet transform in the analysis of some dispersive elastic waves", Kim and Kim, J. Acoust. Soc. At the. 110 (1) and "Two steps phase shifting algorithm using analytic wavelets", Almazán-Cuéllar, Malaccra-Hernández Severin, Optics Communication 212 (2002) 71-84 numerous instructions with respect to a frequency analysis, in particular with regard to a wavelet analysis are known , Nevertheless, such analyzes have the problem that in the determination of anomalies in the ignition voltage and high-frequency components in the measurement process occur, which can not be detected due to the length of the required analysis intervals and thus can not be assigned or assigned incorrectly. Consequently, an advantageous influence on the ignition behavior of the internal combustion engine is not sufficiently possible.
Auch werden im Stand der Technik als Vorgabe für die Erfassung Zeitintervalle verwendet, wobei die Intervalle zwischen den einzelnen Zündungen als Einheiten in Relation zur Klopferfassung verwendet werden, und ein Klopfen, das eine Erscheinung ist, die in Zeiteinheiten auftritt und wieder verschwindet, die kürzer als diese Intervalle sind, kann nicht genau erfasst werden. Aus diesem Grund bestand das Problem, dass Steuerungsverfahren nicht mit dem zeitlichen Auftreten des Klopfens in Einklang gebracht werden konnten. Außerdem bestanden die Probleme, dass die Bestimmungsfunktion mit Bezug auf Ionenstromsignale zu sehr ansprach, deren Amplitude auf Grund des Einflusses von dem Kraftstoff beigegebenen Zusätzen erhöht war, und auf Grund dessen, dass sich den Ionenströmen ein Impulsgeräusch überlagerte, das viele Frequenzkomponenten enthielt. Auch ist in allen Beispielen aus dem Stand der Technik die Genauigkeit der Klopfbestimmung gering gewesen, weil die zeitliche Auflösung gering war.Also, in the prior art, as a specification for the detection, time intervals are used wherein the intervals between the individual ignitions are used as units in relation to the knock detection, and knock, which is a phenomenon occurring and disappearing in units of time shorter than these intervals are can not be detected accurately. For this reason, there was a problem that control methods could not be reconciled with the timing of knocking. In addition, there were problems that the determination function was too much responsive to ion current signals whose amplitude was increased due to the influence of additives added to the fuel, and due to which impulse noise superimposed on the ion currents contained many frequency components. Also, in all the prior art examples, the accuracy of knock determination was low because the temporal resolution was low.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um diese Probleme zu lösen, und es ist eine deren Aufgaben, mit hoher Genauigkeit das Auftreten von Klopfen und dessen zeitlichen Verlauf mit Zeiteinheiten zu erfassen, die kürzer sind als Intervalle zwischen Zündungen, und zwar auch in dem Fall, bei dem die in den Zylindern eines Verbrennungsmotors erzeugten Ionenströme gemessen werden und sich den Ionenströmen ein Rauschen überlagert.The present invention has been made to solve these problems, and its object is to detect with high accuracy the occurrence of knocking and its timing with units of time shorter than intervals between firings, even in the case of in which the ion currents generated in the cylinders of an internal combustion engine are measured and noise is superimposed on the ion currents.
Eine die Erfindung betreffende Klopferfassungsvorrichtung umfasst: Zündkerzen, die in Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordnet sind; eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Ionenströmen, die in den Zündkerzen fließen; eine Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung zum Abtasten der Ionenströme in Zeitintervallen, um Zeit-/Freguenzkomponenten der abgetasteten Ionenströme unter Verwendung einer Kurzzeit-Fourier-Transformation zu bestimmen, wobei die Zeitintervalle eine oder mehrere Überschneidungen innerhalb einer Zeit von nach der Zündung durch eine der Zündkerzen gestatten, bis als Nächstes eine Zündkerze in dem eigenen Zylinder oder in einem anderen Zylinder zündet.A knock detection device relating to the invention comprises: spark plugs arranged in cylinders of an internal combustion engine; an ion current detecting means for detecting ion currents flowing in the spark plugs; time / frequency transform means for sampling the ion currents at time intervals to determine time / frequency components of the sampled ion streams using a short time Fourier transform, the time intervals one or more intersections within a time from after ignition by one of the Allow spark plugs until next ignites a spark plug in its own cylinder or in another cylinder.
Weiterhin umfasst eine die Erfindung betreffende Klopferfassungsvorrichtung: Zündkerzen, die in Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordnet sind; eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Ionenströmen, die in den Zündkerzen fließen; eine Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung zum Abtasten der Ionenströme in Zeitintervallen, um Zeit-/Frequenzkomponenten der abgetasteten Ionenströme unter Verwendung einer Gabor-Wavelet-Transformation zu bestimmen, wobei die Zeitintervalle eine oder mehrere Überschneidungen innerhalb einer Zeit von nach der Zündung durch eine der die Zündkerzen gestatten, bis als Nächstes eine Zündkerze in dem eigenen Zylinder oder in einem anderen Zylinder zündet.Furthermore, a knock detection device relating to the invention comprises: spark plugs arranged in cylinders of an internal combustion engine; an ion current detecting means for detecting ion currents flowing in the spark plugs; time / frequency transform means for sampling the ion currents at time intervals to determine time / frequency components of the sampled ion streams using a Gabor wavelet transform, the time intervals covering one or more intersections within a time from after ignition by one of the allow the spark plugs until next ignites a spark plug in its own cylinder or in another cylinder.
Ein die Erfindung betreffendes Klopferfassungsverfahren umfasst: Erfassen von Ionenströmen unter Verwendung von in Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordneten Zündkerzen; Setzen von Zeitintervallen, die eine oder mehrere Überschneidungen von jeweiligen Zeitintervallen innerhalb einer Zeit von nach der Zündung durch eine der Zündkerzen gestatten, bis als Nächstes eine Zündkerze in ihrem eigenen Zylinder oder in einem anderen Zylinder zündet; Abtasten von Stromwerten der Ionenströme in den jeweiligen Zeitintervallen, Ausführen einer Zeit-/Frequenztransformation auf die abgetasteten Stromwerte der Ionenströme und Bestimmen der Zeit-/Frequenzkomponenten der Ionenströme; und Erfassen von Klopfen auf der Basis der Zeit-/Frequenzkomponenten der abgetasteten Ionenströme und eines Laufzustandes des Verbrennungsmotors, und Steuerung der Zeit-/Frequenz-Transformation, um die Zeit-/Frequenz-komponenten der abgetasteten Ionenströme unter Verwendung einer Kurzzeit-Fourier-Transformation zu bestimmen.A knock detection method relating to the invention comprises: detecting ion currents using spark plugs arranged in cylinders of an internal combustion engine; Put by Time intervals which permit one or more overlaps of respective time intervals within a time from after ignition by one of the spark plugs until next a spark plug ignites in its own cylinder or in another cylinder; Sampling current values of the ion currents in the respective time intervals, performing a time / frequency transformation on the sampled current values of the ion currents, and determining the time / frequency components of the ion currents; and detecting knock based on the time / frequency components of the sampled ion streams and a running state of the internal combustion engine, and controlling the time / frequency transformation to obtain the time / frequency components of the sampled ion streams using a short-time Fourier transform to determine.
Weiterhin umfasst ein die Erfindung betreffendes Klopferfassungsverfahren: Erfassen von Ionenströmen unter Verwendung von in Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordneten Zündkerzen; Setzen von Zeitintervallen, die eine oder mehrere Überschneidungen von jeweiligen Zeitintervallen innerhalb einer Zeit von nach der Zündung durch eine der Zündkerzen gestatten, bis als Nächstes eine Zündkerze in ihrem eigenen Zylinder oder in einem anderen Zylinder zündet; Abtasten von Stromwerten der Ionenströme in den jeweiligen Zeitintervallen, Ausführen einer Zeit-/Frequenztransformation auf die abgetasteten Stromwerte der Ionenströme und Bestimmen der Zeit-/Frequenzkomponenten der Ionenströme; und Erfassen von Klopfen auf der Basis der Zeit-/Frequenzkomponenten der abgetasteten Ionenströme und eines Laufzustandes des Verbrennungsmotors, und Steuerung der Zeit-/Frequenz-Transformation, um die Zeit-/Frequenzkomponenten der abgetasteten Ionenströme unter Verwendung einer Gabor-Wavelet-Transformation zu bestimmen.Further, a knock detection method relating to the invention comprises: detecting ion currents by using spark plugs arranged in cylinders of an internal combustion engine; Setting time intervals that permit one or more overlaps of respective time intervals within a time from after ignition by one of the spark plugs, until next a spark plug ignites in its own cylinder or in another cylinder; Sampling current values of the ion currents in the respective time intervals, performing a time / frequency transformation on the sampled current values of the ion currents, and determining the time / frequency components of the ion currents; and detecting knocking based on the time / frequency components of the sampled ion streams and a running state of the internal combustion engine, and controlling the time / frequency transformation to determine the time / frequency components of the sampled ion streams using a Gabor wavelet transform ,
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
die
die
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Erste AusführungsformFirst embodiment
In
Eine Erfassungssteuerungseinrichtung
Die Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung
Als Nächstes bestimmt die Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung
Die spezifische Art und Weise der Bestimmung der Zeit-/Frequenzkomponenten verwendet eine Kurzzeit-Fourier-Transformation unter Verwendung eines Hanning-Fensters W(m) mit einer Ordnung M, die durch die folgende Gleichung als ein Beispiel dieser Ausführungsform definiert ist, wobei aber die Wirksamkeit der Erfindung nicht auf diese Auswahl der Fensterfunktion beschränkt ist.The specific manner of determining the time / frequency components employs a short-time Fourier transform using a Hanning window W (m) having an order M defined by the following equation as an example of this embodiment, but wherein FIG Effectiveness of the invention is not limited to this selection of the window function.
[Gleichung 1][Equation 1]
-
W(m) = {1 – cos[2π(m + 1)/(M + 1)]}/2 (1)W (m) = {1 - cos [2π (m + 1) / (M + 1)]} / 2 (1)
Hier ist m (0, 1, 2 ... M – 1), und mit Bezug auf die reelle Zahl x stellt das Symbol cos(x) eine Cosinusfunktion von x dar und das Symbol n stellt Pi dar.Here m (0, 1, 2 ... M - 1), and with reference to the real number x, the symbol cos (x) represents a cosine function of x and the symbol n represents Pi.
Bezüglich der Setz-Zeitintervalle In sind die Zeit-/Frequenzkomponenten Cn(f) (wobei f = 0, 1, 2 ... M – 1) durch die folgende Gleichung bestimmt.With respect to the set time intervals In, the time / frequency components Cn (f) (where f = 0, 1, 2 ... M-1) are determined by the following equation.
[Gleichung 2][Equation 2]
-
Cn(f) = Σ{0 ≤ m ≤ M – 1}{x(Tn + mΔT)w(m)exp(–2πifm/(M – 1))} (2)Cn (f) = Σ {0≤m≤M-1} {x (Tn + mΔT) w (m) exp (-2πifm / (M-1))} (2)
Hier steht das Zeichen i für eine Imaginäreinheit, und mit Bezug auf die komplexe Zahl x stellt exp(x) eine Exponentialfunktion von x dar. Außerdem stellt mit Bezug auf die Aufeinanderfolge {a(m)} das Symbol Σ{0 ≤ m ≤ M – 1}{a(m)} eine Operation dar, die der Summe a(0) + a(1) + ... + a(M – 1) der Aufeinanderfolge entspricht.Here, the symbol i stands for an imaginary unit, and with respect to the complex number x, exp (x) represents an exponential function of x. Further, with respect to the sequence {a (m)}, the symbol Σ {0 ≤ m ≤ M - 1} {a (m)} is an operation corresponding to the sum a (0) + a (1) + ... + a (M-1) of the sequence.
Nachfolgend stellt mit Bezug auf den logischen Ausdruck f(x) und die Aufeinanderfolge a(x), Σ{f(x)}{a(x)} eine Operation dar, die der Summe a(x0) + a(x1) + ... + a(xk) (wobei {x0, x1, xk} eine Menge von Zahlen ist, welche den logischen Ausdruck f(x) erfüllen) der Aufeinanderfolge mit der Menge von x entspricht, bei der der Logische Ausdruck f(x) wahr wird.Hereinafter, with respect to the logical expression f (x) and the sequence a (x), Σ {f (x)} {a (x)} represents an operation corresponding to the sum a (x 0 ) + a (x 1 ) + ... + a (x k ) (where {x 0 , x 1 , x k } is a set of numbers satisfying the logical expression f (x)) of succession with the set of x where the logical expression f (x) becomes true.
Die Klopferfassungseinrichtung
Es ist hinlänglich bekannt, dass Klopfen Schwingungen verursacht, die als Primärkomponenten Frequenzen haben, die durch Form, Druck, Temperatur und Molekulargewicht innerhalb der Zylinder bestimmt sind. Von diesen Frequenzen werden die Frequenzen, bei denen die Amplitude im Experiment einen Maximalwert erreicht, als Primärfrequenz f0 hergenommen, und die Frequenzen zu beiden Seiten davon, wo die Amplitude im Experiment einen Minimalwert erreicht, werden als f– und f+ hergenommen. In dieser Ausführungsform werden nur die Zeit-/Frequenzkomponenten Cn(f0), Cn(f–) und Cn(f+) mit Bezug auf f0 = 5, f– = 3 und f+ = 9 berechnet, es ist aber auch möglich, diese Auswahl entsprechend dem Laufzustand zu verändern. Auch ist die Wirksamkeit der Erfindung nicht auf diese Werte beschränkt.It is well known that tapping causes vibrations which, as primary components, have frequencies determined by shape, pressure, temperature and molecular weight within the cylinders. Of these frequencies, the frequencies at which the amplitude in the experiment reaches a maximum value are taken as primary frequency f0, and the frequencies on either side of where the amplitude in the experiment reaches a minimum value are referred to as f - hergenommen and f +. In this embodiment, only the time / frequency components Cn (f0), Cn (f - ) and Cn (f + ) are calculated with respect to f0 = 5, f - = 3 and f + = 9, but it is also possible to change this selection according to the running state. Also, the effectiveness of the invention is not limited to these values.
Wenn Klopfen auftritt und Schwingungen verursacht werden, nimmt der Absolutwert |Cn(f0)| der primären Schwingungskomponente einen großen Wert an. Nachfolgend steht das Zeichen |x| für den Absolutwert von x. Er kann aber auch einen großen Wert annehmen, wenn sich dem Ionenstrom ein Impulsgeräusch überlagert. Somit wird in der Klopferfassungseinrichtung
[Gleichung 3][Equation 3]
-
D(n) = (2x|Cn(f0)| – |Cn(f–)| – |Cn(f+)|) (3)D (n) = (2x | Cn (f0) | - | Cn (f - ) | - | Cn (f + ) |) (3)
Während dieser Wert einen großen positiven Wert bezüglich der Ionenstromabtastwerte annimmt, wenn eine durch Klopfen verursachte Schwingung auftritt, ist es möglich, den Einfluss davon zu unterdrücken, wenn die Ionenstromwerte aus dem Impulsgeräusch erstellt werden. Wenn jedoch die Ionenströme selbst durch Zusätze erhöht sind, ist diese Bestimmungsgleichung proportional zum Ionenstrom-Intensitätskoeffizienten, der deren Verstärkungsgrad ist. Um eine aus diesem Einfluss herrührende, falsche Bestimmung zu verhindern, wird die Bestimmungsgleichung durch einen Standardfaktor C dividiert, der durch die folgende Gleichung definiert ist. While this value takes a large positive value with respect to the ion current samples when a vibration caused by knocking occurs, it is possible to suppress the influence thereof when the ion current values are generated from the impulse noise. However, if the ion currents themselves are increased by additions, this equation of determination is proportional to the ion current intensity coefficient, which is their gain. In order to prevent an erroneous determination stemming from this influence, the determination equation is divided by a standard factor C defined by the following equation.
[Gleichung 4][Equation 4]
-
C = [Σ{0 ≤ f ≤ M/2 – 1}{|Cn(f)|2}](1/2) (4)C = [Σ {0 ≤ f ≤ M / 2 - 1} {| Cn (f) | 2 }] (1/2) (4)
Hier steht mit Bezug auf die komplexen Zahlen x, y der Ausdruck xy für die Funktion von x hoch y.Here, with respect to the complex numbers x, y, the expression x y stands for the function of x y.
Auf diese Weise wird eine Bestimmungsfunktion E(n) erhalten, deren Unempfindlichkeit gegenüber der Überlagerung eines Impulsgeräuschs und Veränderungen des Ionenstrom-Intensitätskoeffizienten hoch ist, und zwar durch die folgende Gleichung.In this way, there is obtained a determination function E (n) whose insensitivity to the superposition of a pulse noise and changes in the ion current intensity coefficient is high, by the following equation.
[Gleichung 5][Equation 5]
-
E(n) = (2x|Cn(f0)| – |Cn(f–)| – |Cn(f+)|)/[Σ{0 ≤ f ≤ M/2 – 1}{|Cn(f)|2}](1/2) (5)E (n) = (2x | Cn (f0) | - | Cn (f - ) | - | Cn (f + ) |) / [Σ {0 ≦ f ≦ M / 2 - 1} {| Cn (f) | 2 }] (1/2) (5)
In der vorliegenden Ausführungsform wird der oben angegebene Bestimmungsfunktionswert mit einem voreingestellten Schwellenwert Th verglichen; die Bestimmungsfunktion kann aber auch durch eine ähnliche Funktion festgelegt werden, die dem oben beschriebenen Auflösungsprinzip entspricht.In the present embodiment, the above determination function value is compared with a preset threshold Th; However, the determination function can also be determined by a similar function, which corresponds to the resolution principle described above.
Die
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Die
[Gleichung 6][Equation 6]
-
w(m) = exp(–L(m – (M – 1)/2)2) (6)w (m) = exp (-L (m - (M-1) / 2) 2 ) (6)
In den
Zudem kann eine Klopferfassungsvorrichtung auch noch Folgendes umfassen: Zündkerzen, die in Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordnet sind; eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Ionenströmen, die in den Zündkerzen fliehen; eine Zeit-/Frequenz Transformationseinrichtung zum Setzen von Zeitintervallen, die eine oder mehrere Überschneidungen innerhalb einer Zeit von nach der Zündung durch die Zündkerzen gestattet, bis als Nächstes ihr eigener Zylinder oder ein anderer Zylinder zündet, und zum Abtasten von Stromwerten der Ionenströme in den jeweiligen Zeitintervallen, um deren Zeit-/Frequenzkomponenten zu bestimmen; eine Klopferfassungseinrichtung zum Erfassen von Klopfen auf der Basis der Zeit-/Frequenzkomponenten; und eine Erfassungssteuerungseinrichtung zum Eingeben eines Laufzustands und zum Steuern der Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung und der Klopferfassungseinrichtung. Somit kann man mit der Klopferfassungsvorrichtung der Erfindung die Verteilung einer sich beständig verändernden Verbrennungsenergie erfassen und kann das Klopfen bestimmen und dessen zeitlichen Verlauf präzise erfassen.In addition, a knock detection device may also include: spark plugs arranged in cylinders of an internal combustion engine; an ion current detecting means for detecting ion currents that flow in the spark plugs; a time / frequency transform means for setting time intervals allowing one or more overlaps within a time from after ignition by the spark plugs, until next fires its own cylinder or other cylinder, and for sampling current values of the ion currents in the respective ones Time intervals to determine their time / frequency components; knock detection means for detecting knock based on the time / frequency components; and detection control means for inputting a running state and for controlling the time / frequency transformation means and the knock detection means. Thus, with the knock detection device of the invention, one can grasp the distribution of a constantly changing combustion energy and can determine the knocking and precisely detect its timing.
Weiterhin kann ein Klopferfassungsverfahren auch noch Folgendes umfassen: eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Ionenströmen unter Verwendung von in Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordneten Zündkerzen; eine Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung zum Setzen von Zeitintervallen, die eine oder mehrere Überschneidungen innerhalb einer Zeit von nach der Zündung durch die Zündkerzen gestatten, bis als Nächstes ihr ein eigener Zylinder oder ein anderer Zylinder zündet, und zum Abtasten von Stromwerten der Ionenströme in den jeweiligen Zeitintervallen, um deren Zeit-/Frequenzkomponenten zu bestimmen; eine Klopferfassungseinrichtung zum Erfassen von Klopfen auf der Basis der Zeit-/Frequenzkomponenten; und eine Erfassungssteuerungseinrichtung zum Steuern der Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung und der Klopferfassungseinrichtung, bei dem die Erfassung des Klopfens durch die Erfassungssteuerungseinrichtung ausgeführt, die einen Laufzustand des Verbrennungsmotors eingibt und die Zeit-/Frequenz-Transformationseinrichtung und Klopferfassungseinrichtung steuert, um aus Abtastwerten der Ionenströme Zeit-/Frequenzkomponenten zu bestimmen. Somit kann man mit dem Klopferfassungsverfahren der Erfindung ein Klopfen ohne einen fehlgeleiteten Vorgang mit Bezug auf Rauschen erfassen, das zu anderen Zeitintervallen gehört, kann ein Klopfen ohne fehlgeleiteten Vorgang mit Bezug auf Kraftstoff erfassen, bei dem die Ionenstrom-Intensitätskoeffizienten verschieden sind, und es ist die Steuerung eines Verbrennungsmotors gemäß dem zeitlichen Auftreten des Klopfens ermöglicht.Further, a knock detection method may further include: ion current detection means for detecting ion currents by using spark plugs arranged in cylinders of an internal combustion engine; a time / frequency transformation means for setting time intervals allowing one or more overlaps within a time from after ignition by the spark plugs until next fires a separate cylinder or cylinder thereof, and for sampling current values of the ion currents in the respective time intervals to determine their time / frequency components; knock detection means for detecting knock based on the time / frequency components; and a detection control means for controlling the time / frequency transform means and the knock detection means, wherein the detection of the knocking carried out by the detection control means, which inputs a running state of the internal combustion engine and controls the time / frequency transform means and knock detection means, to obtain from samples of the ion currents To determine time / frequency components. Thus, with the knock detection method of the invention, one can detect knock without a misdirected operation with respect to noise belonging to other time intervals, can detect knock without misdirected operation with respect to fuel in which the ion current intensity coefficients are different, and it is allows the control of an internal combustion engine according to the temporal occurrence of knocking.
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R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20120413 |
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R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |